KR20160080273A - 표시장치와 이의 구동방법 - Google Patents

표시장치와 이의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시패널이 영상을 비표시하는 구간 동안 전원을 변경하여 전압 변경 시 전압 변경 시점에 대응하여 블록 형태로 화면이 어두워지는 블록딤(Block Dim) 형태로 레벨의 변화가 인지되는 것을 방지하여 표시품질을 향상한다. 이를 위해, 전원 공급부는 표시패널에 영상이 비표시되는 블랭크 구간 동안 전압을 가변한다.

Description

표시장치와 이의 구동방법{Display Device and Driving Method thereof}
본 발명은 표시장치와 이의 구동방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED), 전기영동표시장치(Electro Phoretic Display; EPD) 및 플라즈마액정패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
앞서 설명한 표시장치 중 일부 예컨대, 액정표시장치나 유기전계발광표시장치에는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널과 표시패널을 구동하는 구동부가 포함된다. 구동부에는 표시패널에 스캔신호(또는 게이트신호)를 공급하는 스캔 구동부 및 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다.
위와 같은 표시장치는 전원 공급부로부터 출력된 전원과 스캔 구동부 및 데이터 구동부로부터 출력된 스캔신호 및 데이터신호를 기반으로 표시패널이 빛을 발광 또는 투과시키게 됨에 따라 특정 영상을 표시하게 된다.
종래에 제안된 표시장치는 전원 공급부로부터 출력된 전원을 온도나 기타 환경 조건(광학 보상, 패턴 보상 등)에 따른 보상을 하기 위해 전압의 레벨을 가변한다. 그런데, 종래에 제안된 전압 레벨의 가변 방식은 전압을 가변할 경우 화면에 블록딤(Block Dim; 블록 형태로 화면이 어두워짐) 형태로 레벨의 변화가 인지되는 문제가 있어 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전압 변경 시 전압 변경 시점에 대응하여 블록 형태로 화면이 어두워지는 블록딤(Block Dim) 현상이 인지되는 것을 방지하여 표시품질을 향상하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 표시패널, 구동부, 타이밍 제어부 및 전원 공급부를 포함하는 표시장치를 제공한다. 표시패널은 영상을 표시한다. 구동부는 표시패널을 구동한다. 타이밍 제어부는 구동부를 제어한다. 전원 공급부는 표시패널에 공급할 전원을 출력한다. 전원 공급부는 표시패널에 영상이 비표시되는 블랭크 구간 동안 전압을 가변한다.
전원 공급부는 블랭크 구간 내에서 제1전원의 전압 가변을 시작함과 더불어 종료할 수 있다.
전원 공급부는 타이밍 제어부로부터 출력된 전원제어신호에 대응하여 블랭크 구간 내에서만 제1전원의 전압을 가변할 수 있다.
전원 공급부는 전원제어신호가 블랭크 구간, 영상이 표시되는 영상 표시 구간 또는 블랭크 구간 및 영상 표시 구간 동안 공급되더라도 블랭크 구간의 시작 시점에 동기하여 블랭크 구간 내에서만 제1전원의 전압을 가변할 수 있다.
타이밍 제어부는 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압을 가변하는 전원제어신호를 생성하되, 블랭크 구간의 시작 시점에 전원제어신호의 전송 종료 시점을 동기할 수 있다.
타이밍 제어부는 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압의 가변량에 대응하여 전원제어신호의 전송 시작 시점을 가변하되, 전원제어신호의 전송 종료 시점이 블랭크 구간의 시작 시점에 동기하도록 고정할 수 있다.
타이밍 제어부는 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압을 가변하는 전원제어신호를 생성하되, 블랭크 구간의 시작 시점에 전원제어신호의 전송 시작 시점을 동기할 수 있다.
타이밍 제어부는 전원제어신호의 전송 종료 시점이 블랭크 구간의 종료 시점 전에 위치하도록 전송할 수 있다.
타이밍 제어부는 싱글 와이어 프로토콜 방식으로 전원 공급부를 제어하는 전원제어신호를 생성할 수 있다.
타이밍 제어부는 펄스폭변조 방식으로 전원 공급부를 제어하는 전원제어신호를 생성할 수 있다.
타이밍 제어부는 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압을 가변하기 위해 1 프레임 구간 동안 펄스폭변조 신호의 듀티를 적어도 2번 변경할 수 있다.
전원 공급부는 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티가 동일한 경우에만 블랭크 구간 동안 제1전원의 전압을 가변할 수 있다.
전원 공급부는 펄스폭변조 신호의 듀티 싸이클을 계산하는 듀티 계산부와, 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티를 비교하고, 비교 결과를 기반으로 상기 제1전원의 전압 변경여부를 판단하고 정상적인 전압 변경에 해당하는 경우 허여신호를 출력하는 전압 변경 판단부와, 타이밍 제어부로부터 공급된 수직 동기신호, 펄스폭변조 신호의 듀티 싸이클, 허여신호 및 제1전원의 이전 전압 정보를 기반으로 제1전원의 전압을 변경하는 전압 변경부를 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 표시장치의 구동방법을 제공한다. 표시장치의 구동방법은 표시패널에 스캔신호와 데이터신호를 공급하는 단계; 및 표시패널에 전원을 공급하는 단계를 포함하되, 전원을 공급하는 단계는 표시패널에 영상이 비표시되는 블랭크 구간 동안 전압을 가변한다.
표시패널에 전원을 공급하는 단계에서, 전원 공급부는 타이밍 제어부로 출력되는 전원제어신호와 수직 동기신호를 기반으로 전압을 가변하되, 전원제어신호의 카운터값 또는 듀티 싸이클에 따라 전압을 상승시키거나 하강시킬 수 있다.
본 발명은 표시패널이 영상을 표시하지 않는 구간 동안 전원을 변경하여 전압 변경 시 전압 변경 시점에 대응하여 블록 형태로 화면이 어두워지는 블록딤(Block Dim) 현상이 인지되는 것을 방지하여 표시품질을 향상하는 효과가 있다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 전원 공급부의 구동 체계를 설명하기 위한 블록도.
도 4는 실험예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도.
도 5는 실험예의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도.
도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라 전원 공급부의 제1전원부를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 11은 본 발명의 제4실시예에 따라 전원 공급부의 제1전원부를 상세히 나타낸 제1예시도.
도 12는 본 발명의 제4실시예에 따라 전원 공급부의 제1전원부를 상세히 나타낸 제2예시도.
도 13은 실험예와 본 발명을 비교 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 표시장치는 텔레비젼, 내비게이션, 영상 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈시어터, 웨어러블 기기(예: 스마트워치) 및 스마트폰(모바일폰) 등으로 구현된다. 표시장치의 표시패널은 액정표시패널, 유기발광표시패널, 전기영동표시패널, 플라즈마표시패널 등이 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 다만, 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 유기전계발광표시장치를 일례로 설명한다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 3은 전원 공급부의 구동 체계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기전계발광표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 센서부(125), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180)가 포함된다.
표시패널(150)은 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)를 포함하는 구동부로부터 출력된 스캔신호와 데이터신호(DATA)에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)은 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식으로 구현된다. 표시패널(150)은 기판의 재료에 따라 평판 형, 곡면 형 또는 연성을 갖는 형태 등으로 구현된다. 표시패널(150)은 서브 픽셀들(SP)이 구동전류에 대응하여 자체적으로 빛을 발광한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀에는 스캔라인(GL1)과 데이터라인(DL1)에 연결(또는 교차부에 형성된)된 스위칭 트랜지스터(SW)와 스위칭 트랜지스터(SW)를 통해 공급된 데이터신호(DATA)에 대응하여 동작하는 픽셀회로(PC)가 포함된다. 픽셀회로(PC)에는 구동 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 유기 발광다이오드와 같은 회로와 이를 보상하기 위한 보상회로가 포함된다.
서브 픽셀은 스토리지 커패시터에 저장된 데이터전압에 대응하여 구동 트랜지스터가 턴온되면 제1전원라인(VDDEL)과 제2전원라인(VSSEL) 사이에 위치하는 유기 발광다이오드에 구동전류가 공급된다. 유기 발광다이오드는 구동전류에 대응하여 빛을 발광한다.
보상회로는 구동 트랜지스터의 문턱전압 등을 보상하기 위한 회로이다. 보상회로는 하나 이상의 박막 트랜지스터와 커패시터 등으로 구성된다. 보상회로의 구성은 보상 방법에 따라 매우 다양한바 이에 대한 구체적인 예시 및 설명은 생략한다. 박막 트랜지스터는 저온 폴리실리콘(LTPS), 아몰포스 실리콘(a-Si), 산화물(Oxide) 또는 유기물(Organic) 반도체층을 기반으로 구현된다.
영상 공급부(110)는 데이터신호를 영상처리하고 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호 및 클럭신호 등과 함께 출력한다. 영상 공급부(110)는 수직 동기신호, 수평 동기신호, 데이터 인에이블 신호, 클럭신호 및 데이터신호 등을 타이밍 제어부(120)에 공급한다.
타이밍 제어부(120)는 영상 공급부(110)로부터 데이터신호 등을 공급받고, 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC)와 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC)를 출력한다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급한다.
센서부(125)는 장치의 내부, 외부 또는 내부와 외부의 환경 조건(예컨대, 온도 등)을 센싱하고 센싱된 데이터를 타이밍 제어부(120)에 전달하는 역할을 한다. 예컨대, 센서부(125)는 타이밍 제어부(120)가 온도 변화에 대응하여 특정 장치에 대한 보상 동작을 실시할 수 있도록 온도를 센싱하고 센싱된 온도 정보를 출력할 수 있다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC)에 응답하여 게이트전압의 레벨을 시프트시키면서 스캔신호를 출력한다. 스캔 구동부(130)에는 레벨 시프터와 시프트 레지스터가 포함된다. 스캔 구동부(130)는 스캔라인들(GL1 ~ GLm)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 스캔신호를 공급한다. 스캔 구동부(130)는 표시패널(150)에 게이트인패널(Gate In Panel) 방식이나 집적회로(Integrated Circuit; IC) 형태로 형성될 수 있다. 스캔 구동부(130)에서 게이트인패널 방식으로 형성되는 부분은 시프트 레지스터이다.
데이터 구동부(140)은 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC)에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링하고 래치하며 감마 기준전압에 대응하여 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1 ~ DLn)을 통해 표시패널(150)에 포함된 서브 픽셀들(SP)에 데이터신호(DATA)를 공급한다. 데이터 구동부(140)는 집적회로(IC) 형태로 형성될 수 있다.
전원 공급부(180)는 표시패널(150)에 공급할 제1전원(VDDEL)과 제2전원(VSSEL)을 생성한다. 제1전원(VDDEL)은 고전위전원에 해당하고 제2전원(VSSEL)은 저전위전원에 해당한다. 전원 공급부(180)는 외부로부터 공급된 입력전원을 기반으로 표시패널(150)에 공급할 전원(VDDEL, VSSEL)은 물론 스캔 구동부(130)나 데이터 구동부(140) 등에 공급할 전원을 생성하기도 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 전원 공급부(180)는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)에 대응하여 전원을 생성 및 가변한다. 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)는 로직하이와 로직로우로 이루어진 카운트값으로 이루어진다.
전원 공급부(180)의 내부에는 카운트값에 해당하는 전원을 출력하도록 설정된 레지스터가 존재한다. 따라서, 전원 공급부(180)는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)의 카운트값에 대응하여 제1전원(VDDEL)의 전압을 상승시키거나 하강시키는 가변 동작을 수행한다.
위와 같은 표시장치는 전원 공급부(180)로부터 출력된 전원(VDDEL, VSSEL)과 스캔 구동부(130) 및 데이터 구동부(140)로부터 출력된 스캔신호 및 데이터신호(DATA)를 기반으로 표시패널(150)이 빛을 발광 또는 투과시키게 됨에 따라 특정 영상을 표시하게 된다. 또한, 위와 같은 표시장치는 장치의 주변 온도 변화, 광학 보상 또는 패턴 보상 등을 수행하기 위해 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다.
그런데, 이와 같이 제안된 가변 방식은 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변할 경우 화면에 블록딤(Block Dim; 블록 형태로 화면이 어두워짐) 현상이 인지되는 문제가 있어 이의 개선이 요구된다.
이하, 실험예와 대비하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명한다.
[실험예]
도 4는 실험예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도이고, 도 5는 실험예의 문제점을 설명하기 위한 파형도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실험예에 따른 표시장치는 싱글 와이어 프로토콜(Single Wire Protocol; S-Wire로 약기함) 방식으로 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다. 따라서, S-Wire는 타이밍 제어부로부터 출력된 전원제어신호로서 전원 공급부에 공급되는 신호 파형을 의미한다. 싱글 와이어 프로토콜 방식은 특정 장치를 하나의 신호배선을 통해 전달되는 신호로 제어하기 위해, 신호를 구성하는 펄스의 특성(예: 로직 상태)을 변화(가변)하는 방식이다.
그런데, 실험예에 따른 방식은 전원제어신호가 전원 공급부에 입력되자마자 전압 조절이 이루어진다. 즉, 전원 공급부는 전원제어신호의 카운트값을 모두 수신하면 이와 동시에 자신으로부터 출력할 제1전원(VDDEL)을 가변한다.
타이밍 제어부는 표시패널이 영상을 표시하는 구간(DSP)인지 또는 영상을 비표시하는 구간(V_Blank)인지에 관계없이 센서부 등의 동작에 의해 전압 변경이 필요할 때마다 전원제어신호를 출력(전송)한다. 수직 동기신호(V-Sync)의 블랭크 구간(V_Blank)을 제외한 다른 구간은 영상을 표시하는 구간(DSP)이다.
실험예에 따른 방식은 영상을 표시하는 구간(DSP)에 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변할 경우, 화면에 블록딤(Block Dim) 형태로 레벨의 변화가 인지되는 문제가 발생하게 된다. 도 5를 참조하면, 블록딤(Block Dim)은 표시패널(150)의 A1 영역(A1)과 A2 영역(A2)과 같이 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시점에 대응하여 블록 형태로 전압 레벨의 변화가 인지되는 것을 의미한다.
실험예에서와 같이, 위와 같이 블록딤(Block Dim) 현상이 발생하는 문제는 표시패널의 영상 표시 구간(DSP)에 전원 공급부의 출력 전압 조절이 발생하기 때문인 것으로 파악되었다.
본 발명에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경이 이루어지도록 하여 실질적으로 영상을 표시하는 구간(DSP) 동안 블록딤(Block Dim) 현상이 인지되지 않도록 한다.
제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시점이 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 이루어지도록 하는 방법은 하기와 같다. 표시장치는 해상도가 높을수록 블랭크 구간(V_Blank)이 감소하게 된다. 그리고 전원 공급부(180)의 전압 변경 구간이라는 물리적인 절대 시간이 존재한다. 하기에서 설명되는 실시예들은 표시장치의 해상도에 따라 적절히 선택되어야 할 것이다.
[제1실시예]
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도이다.
도 1, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치는 싱글 와이어 프로토콜(Single Wire Protocol; S-Wire로 약기함) 방식으로 전원 공급부(180)로부터 출력되는 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다. S-Wire는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)로서 전원 공급부(180)에 공급되는 신호 파형을 의미한다.
본 발명의 제1실시예에서는 블랭크 구간(V_Blank), 영상 표시 구간(DSP) 또는 블랭크 구간(V_Blank) 및 영상 표시 구간(DSP) 동안 전원제어신호(CS)가 수신되더라도 전원 공급부(180)는 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경을 수행한다.
예컨대, 전원 공급부(180)는 S-Wire로 전원제어신호(CS)의 카운터값을 수신하면 내부 레지스터를 설정하고 다음 또는 다가오는 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점(로직하이에서 로직로우로 떨어지는 폴링 엣지)에 동기하여 제1전원(VDDEL)의 전압을 변경한다. 이를 위해, 전원 공급부(180)는 전원제어신호(CS)와 수직 동기신호(V-Sync)를 공급받을 수 있다.
본 발명의 제1실시예와 같은 구동 방식에 의해, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점에 동기하여 상승 또는 하강하는 형태로 가변된다. 이때, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 종료 시점(로직로우에서 로직하이로 올라가는 라이징 엣지) 전에 전압 변경이 완료된다.
본 발명의 제1실시예와 같은 구동 방식을 취할 경우 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시간(Voltage Transition Time)을 블랭크 구간(V_Blank) 내에 완료할 수 있다. 전원 공급부(180)의 측에서는 출력(전원)변경시 전압을 변경하기 위한 스위칭 동작 등을 수행할 수 있는 여유 시간 등을 가질 수 있기 때문에 전압 변경에 따른 충분한 마진(Margin)을 가져갈 수 있다. 또한, 표시패널(150)의 측에서는 영상 표시 구간(DSP) 동안 제1전원(VDDEL)이 변경되지 않으므로 블록딤(Block Dim)과 같은 현상 없이 표시품질을 향상할 수 있다.
[제2실시예]
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도이다.
도 1, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치는 싱글 와이어 프로토콜(Single Wire Protocol; S-Wire로 약기함) 방식으로 전원 공급부(180)로부터 출력되는 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다. S-Wire는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)로서 전원 공급부(180)에 공급되는 신호 파형을 의미한다.
본 발명의 제2실시예는 타이밍 제어부(120)로부터 출력되는 전원제어신호(CS)의 전송 시작 시점(CNT Start)과 전송 종료 시점(CNT End)을 가변하여 전원 공급부(180)가 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경을 수행하도록 한다.
예컨대, 타이밍 제어부(120)는 전원제어신호(CS)의 카운터값(개수)에 따라 신호의 전송 시작 시점(CNT Start)과 전송 종료 시점(CNT End)을 가변하되, 전송 종료 시점(CNT End)이 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점(로직하이에서 로직로우로 떨어지는 폴링 엣지)에 동기하여 완료(전원제어신호의 모든 카운터값이 블랭크 구간의 시작 시점 전에 전송 완료됨)되도록 한다. 이 경우, 전원 공급부(180)는 전원제어신호(CS)만 공급받게 된다.
전원 공급부(180)는 전원제어신호(CS)의 카운터값(개수)에 따라 전압을 상승시키거나 하강시킨다. 즉, 전원제어신호(CS)의 카운터값(개수)은 제1전원(VDDEL)의 가변량을 결정하는 인자가 된다. 타이밍 제어부(120)는 제1전원(VDDEL)의 전압의 가변량에 대응하여 전원제어신호(CS)의 전송 시작 시점(CNT Start)을 가변하되, 전원제어신호(CS)의 전송 종료 시점(CNT End)이 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점에 동기되도록 고정한다.
본 발명의 제2실시예와 같은 구동 방식에 의해, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점에 동기하여 상승 또는 하강하는 형태로 가변된다. 이때, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 종료 시점(로직로우에서 로직하이로 올라가는 라이징 엣지) 전에 전압 변경이 완료된다.
본 발명의 제2실시예와 같은 구동 방식을 취할 경우 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시간(Voltage Transition Time)을 블랭크 구간(V_Blank) 내에 완료할 수 있다. 전원 공급부(180)의 측에서는 전원제어신호(CS)만 전송받으면 되므로 회로를 복잡하게 설계하지 않아도 된다. 또한, 표시패널(150)의 측에서는 영상 표시 구간(DSP) 동안 제1전원(VDDEL)이 변경되지 않으므로 갑작스런 전압 변경 시에도 블록딤(Block Dim)과 같은 현상 없이 표시품질을 향상할 수 있다.
[제3실시예]
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도이다.
도 1, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 표시장치는 싱글 와이어 프로토콜(Single Wire Protocol; S-Wire로 약기함) 방식으로 전원 공급부(180)로부터 출력되는 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다. S-Wire는 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)로서 전원 공급부(180)에 공급되는 신호 파형을 의미한다.
본 발명의 제3실시예는 타이밍 제어부(120)로부터 출력되는 전원제어신호(CS)의 전송 시작 시점(CNT Start)과 전송 종료 시점(CNT End)이 블랭크 구간(V_Blank) 내에 완료되도록 가변하여 전원 공급부(180)가 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경을 수행하도록 한다.
예컨대, 타이밍 제어부(120)는 전원제어신호(CS)의 카운터값(개수)을 최소화할 수 있는 +1(로직하이) 또는 -1(로직로우)만 블랭크 구간(V_Blank) 내에 전송하여 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경이 완료되도록 한다.
전원제어신호(CS)는 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점(로직하이에서 로직로우로 떨어지는 폴링 엣지)에 동기하여 전송되되, 블랭크 구간(V_Blank)의 종료 시점(로직로우에서 로직하이로 올라가는 라이징 엣지) 전에 제1전원(VDDEL)의 전압 변경이 완료될 수 있는 카운터값(개수)을 갖도록 생성된다. 이 경우, 전원 공급부(180)는 전원제어신호(CS)만 공급받게 된다.
본 발명의 제3실시예와 같은 구동 방식에 의해, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점에 동기하여 상승 또는 하강하는 형태로 가변된다. 이때, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 종료 시점(로직로우에서 로직하이로 올라가는 라이징 엣지) 전에 전압 변경이 완료될 수 있다.
본 발명의 제3실시예와 같은 구동 방식을 취할 경우 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시간(Voltage Transition Time)을 블랭크 구간(V_Blank) 내에 완료할 수 있다. 전원 공급부(180)의 측에서는 전원제어신호(CS)만 전송받으면 되므로 회로를 복잡하게 설계하지 않아도 된다. 또한, 표시패널(150)의 측에서는 영상 표시 구간(DSP) 동안 제1전원(VDDEL)이 변경되지 않으므로 갑작스런 전압 변경 시에도 블록딤(Block Dim)과 같은 현상 없이 표시품질을 향상할 수 있다.
[제4실시예]
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치의 제1전원 가변 방식을 보여주는 파형도이고, 도 10은 본 발명의 제4실시예에 따라 전원 공급부의 제1전원부를 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 11은 본 발명의 제4실시예에 따라 전원 공급부의 제1전원부를 상세히 나타낸 제1예시도이고, 도 12는 본 발명의 제4실시예에 따라 전원 공급부의 제1전원부를 상세히 나타낸 제2예시도이다.
도 1, 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 표시장치는 펄스폭변조(Pulse Width Modulation; S-PWM으로 약기함) 방식으로 전원 공급부(180)로부터 출력되는 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다. S-PWM은 타이밍 제어부(120)로부터 출력된 전원제어신호(CS)로서 전원 공급부(180)에 공급되는 신호 파형을 의미한다.
본 발명의 제4실시예는 타이밍 제어부(120)로부터 출력되는 전원제어신호(CS)인 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티를 프레임 구간 동안 가변하여 전원 공급부(180)가 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경을 수행하도록 한다. 전원 공급부(180)는 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티 변화나 온타임(또는 Active High)의 듀티(%)에 대응하여 제1전원(VDDEL)의 전압을 증가하거나 감소하게 된다.
타이밍 제어부(120)는 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경이 완료되도록 하기 위해, 1 프레임 구간 동안 전원제어신호(CS)인 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티를 적어도 2번 변경한다. 1 프레임 구간은 영상을 표시하는 구간(DSP)과 블랭크 구간(V_Blank)을 포함하는 구간을 의미한다.
전원 공급부(180)는 전원제어신호(CS)인 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티가 가변되면 이전에 공급된 N-1번째 제1펄스폭변조 신호의 듀티(PWM1)와 현재 공급된 N번째 제2펄스폭변조 신호의 듀티(PWM2)를 비교한다.
그런데 프레임 구간 동안에는 예기치 않는 노이즈가 발생할 수 있다. 이 경우, 전원제어신호(CS)인 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티 또한 노이즈에 의해 영향(Noise S-PWM)을 받을 수 있다. 따라서, 전원 공급부(180)는 이전과 현재에 공급된 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티를 비교하고, 그 결과를 기반으로 타이밍 제어부(120)에 의한 정상적인 변조인지 아니면 기타 노이즈 등에 의한 비정상적인 변조인지 여부를 판단한다.
이하, 정상적인 변조에 해당하는 경우와 비정상적인 변조에 해당하는 경우에 대한 예에 대해 설명한다. 한편, 도 9에서 통상의 표시패널은 60Hz의 프레임 주파수(Frame Freq.)를 가지고 있고 동일 듀티(Duty)를 2번 입력시키기 위하여 펄스폭변조 신호(PWM Freq.)가 120Hz의 주파수를 갖는 것을 일례로 도시하고 있으나 이에 한정되지 않는다.
-정상적인 변조에 해당하는 경우-
전원 공급부(180)는 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티(PWM1 = 50%)와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티(PWM2 = 50%)를 비교한다. 비교 결과, 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티(PWM1 = 50%)와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티(PWM2 = 50%)가 동일하면, 전원 공급부(180)는 블랭크 구간(V_Blank) 동안 제1전원(VDDEL)의 전압을 변경한다.
즉, PWM1과 PWM2가 50%의 듀티를 갖는다는 것은 타이밍 제어부(120)에 의한 정상적인 변조에 해당한다고 볼 수 있다. 그러므로 전원 공급부(180)는 듀티의 변조가 정상적으로 이루어진 것임을 판단하고 이를 기반으로 블랭크 구간(V_Blank) 동안 제1전원(VDDEL)의 전압을 변경하게 된다.
-비정상적인 변조에 해당하는 경우-
전원 공급부(180)는 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티(PWM1 = 40%)와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티(PWM2 = 30%)를 비교한다. 비교 결과, 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티(PWM1 = 40%)와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티(PWM2 = 30%)가 동일하지 않으면, 전원 공급부(180)는 블랭크 구간(V_Blank) 동안 제1전원(VDDEL)의 전압을 변경하지 않는다.
즉, PWM1이 40%의 듀티를 갖는 반면 PWM2가 30%의 듀티를 갖는다는 것은 타이밍 제어부(120)에 의한 정상적인 변조에 해당하지 않고 노이즈에 의한 듀티의 변조(Noise S-PWM)에 해당한다고 볼 수 있다. 그러므로 전원 공급부(180)는 듀티의 변조가 비정상적으로 이루어진 것임을 판단하고 이를 기반으로 블랭크 구간(V_Blank) 동안 제1전원(VDDEL)의 전압을 변경하지 않게 된다.
본 발명의 제4실시예와 같은 구동 방식에 의해, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 시작 시점에 동기하여 상승 또는 하강하는 형태로 가변된다. 이때, 제1전원(VDDEL)은 블랭크 구간(V_Blank)의 종료 시점(로직로우에서 로직하이로 올라가는 라이징 엣지) 전에 전압 변경이 완료된다.
본 발명의 제4실시예와 같은 구동 방식을 취할 경우 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시간(Voltage Transition Time)을 블랭크 구간(V_Blank) 내에 완료할 수 있다. 전원 공급부(180)의 측에서는 전원제어신호(CS)만 전송받으면 되므로 회로를 복잡하게 설계하지 않아도 된다. 또한, 표시패널(150)의 측에서는 영상 표시 구간(DSP) 동안 제1전원(VDDEL)이 변경되지 않으므로 갑작스런 전압 변경 시에도 블록딤(Block Dim)과 같은 현상 없이 표시품질을 향상할 수 있다.
이하, 전원 공급부(180)의 회로 구성에 대해 설명을 구체화한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 전원 공급부(180)는 타이밍 제어부로부터 공급된 전원제어신호(CS)인 펄스폭변조 신호(S-PWM)와 수직 동기신호(V-Sync)를 기반으로 자신으로부터 출력되는 제1전원(VDDEL)의 전압을 가변한다.
이를 위해, 전원 공급부(180)는 듀티 계산부(180a), 전압 변경 판단부(180b) 및 전압 변경부(180c)를 포함한다.
듀티 계산부(180a)는 타이밍 제어부로부터 공급된 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티 싸이클(Duty Cycle)을 계산한다. 듀티 계산부(180a)는 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 주기(period)와 해당 주기 내의 온타임을 카운터하는 방식으로 듀티 싸이클을 계산할 수 있다.
이를 위해, 듀티 계산부(180a)는 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 주기(period)를 카운터할 수 있는 제1카운터부(181), 해당 주기 내의 온타임을 카운터할 수 있는 제2카운터부(182) 그리고 제1카운터부(181)와 제2카운터부(182)를 내부 클록신호(CLK)를 기반으로 동작시키는 클록 발생부(183)를 포함한다. 또한, 듀티 계산부(180a)는 제1카운터부(181)와 제2카운터부(182)에 의해 추출된 값을 기반으로 듀티 싸이클을 계산하고 이를 분리 저장함과 더불어 제1전원(VDDEL)의 전압값을 저장하는 정보 저장부(187)를 포함한다.
전압 변경 판단부(180b)는 이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티를 비교하고, 비교 결과를 기반으로 제1전원(VDDEL)의 전압 변경여부를 판단한다. 전압 변경 판단부(180b)는 비교 결과를 기반으로 정상적인 전압 변경 신호라고 판단되면 전압 변경을 허여하는 허가신호(Enable)를 출력하는 반면, 비정상적인 전압 변경 신호라고 판단되면 불허신호(Fail)를 출력한다.
전압 변경부(180c)는 타이밍 제어부로부터 공급된 수직 동기신호(V-Sync), 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 듀티 싸이클, 및 제1전원(VDDEL)의 이전 전압 정보를 기반으로 제1전원(VDDEL)의 현재 전압을 변경한다. 전압 변경부(180c)는 전압 변경 판단부(180b)로부터 전압 변경을 허여하는 허가신호를 전달받은 경우에만 블랭크 구간(V_Blank) 동안 제1전원(VDDEL)의 전압을 변경한다.
한편, 위의 설명에서는 블록별 기능을 구분하여 설명하기 위해 듀티 계산부(180a), 전압 변경 판단부(180b) 및 전압 변경부(180c)를 구분하고 또한 이들의 내부에 포함된 기능부를 구분하였으나 이는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되지 않고 도시된 형태로 다른 형태로 하나 이상 통합될 수도 있다.
도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예의 변형예에 따른 전원 공급부(180)는 듀티 계산부(180a) 내에 히스테리시스 검출부(184, 185)를 더 포함한다.
히스테리시스 검출부(184, 185)는 특정 환경에서 제1카운터부(181)와 제2카운터부(182)가 부정확(또는 불확실)하게 카운터를 할 경우 발생할 수 있는 오차를 낮추기 위해 사용될 수 있다. 히스테리시스 검출부(184, 185)는 내부에 마련된 히스테리시스(곡선)를 이용하여 부정확한 값을 걸러내고 정확한 값을 기반으로 카운터값을 업데이트 하게 된다.
그러므로 히스테리시스 검출부(184, 185)를 사용하면 펄스폭변조 신호(S-PWM)의 주기(period)와 해당 주기 내의 온타임(또는 Active High) 카운터시, 오차 발생 확률을 낮출 수 있게 된다.
본 발명의 제4실시예와 같은 구동 방식을 취할 경우 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시간(Voltage Transition Time)을 블랭크 구간(V_Blank) 내에 완료할 수 있다. 전원 공급부(180)의 측에서는 전원제어신호(CS)만 전송받으면 되므로 회로를 복잡하게 설계하지 않아도 된다.
또한, 표시패널(150)의 측에서는 영상 표시 구간(DSP) 동안 제1전원(VDDEL)이 변경되지 않으므로 갑작스런 전압 변경 시에도 블록딤(Block Dim)과 같은 현상 없이 표시품질을 향상할 수 있다. 또한, 두 신호의 비교 결과에 대응하여 전압을 변경하는 방식을 기반으로 하므로 노이즈에 강건하고 원치 않은 전압값의 출력으로 장치(제품)에 영향을 끼치는 문제를 방지할 수 있다.
도 13은 실험예와 본 발명을 비교 설명하기 위한 도면이다.
도 13의 (a)와 같이 실험예는 표시패널(150)의 A1 영역(A1)과 A2 영역(A2)과 같이 제1전원(VDDEL)의 전압 변경 시점에 대응하여 블록 형태로 화면이 어두워지는 블록딤(Block Dim) 현상이 인지된다.
반면, 도 13의 (b)와 같이 본 발명은 블랭크 구간(V_Blank) 내에서만 제1전원(VDDEL)의 전압 변경이 이루어지므로 실질적으로 영상을 표시하는 구간 동안 블록딤(Block Dim) 현상이 인지되지 않는다.
이상 본 발명은 표시패널이 영상을 표시하지 않는 구간 동안 전원을 변경하여 전압 변경 시 전압 변경 시점에 대응하여 블록 형태로 화면이 어두워지는 블록딤(Block Dim) 형태로 레벨의 변화가 인지되는 것을 방지하여 표시품질을 향상하는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 영상 공급부 120: 타이밍 제어부
125: 센서부 130: 스캔 구동부
140: 데이터 구동부 150: 표시패널
180: 전원 공급부 CS: 전원제어신호

Claims (15)

  1. 표시패널;
    상기 표시패널을 구동하는 구동부;
    상기 구동부를 제어하는 타이밍 제어부; 및
    상기 표시패널에 공급할 전원을 출력하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 전원 공급부는 상기 표시패널에 영상이 비표시되는 블랭크 구간 동안 전압을 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    상기 블랭크 구간 내에서 제1전원의 전압 가변을 시작함과 더불어 종료하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    상기 타이밍 제어부로부터 출력된 전원제어신호에 대응하여 상기 블랭크 구간 내에서만 제1전원의 전압을 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    상기 전원제어신호가 상기 블랭크 구간, 영상이 표시되는 영상 표시 구간 또는 상기 블랭크 구간 및 상기 영상 표시 구간 동안 공급되더라도 상기 블랭크 구간의 시작 시점에 동기하여 상기 블랭크 구간 내에서만 상기 제1전원의 전압을 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압을 가변하는 전원제어신호를 생성하되,
    상기 블랭크 구간의 시작 시점에 상기 전원제어신호의 전송 종료 시점을 동기하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압의 가변량에 대응하여 상기 전원제어신호의 전송 시작 시점을 가변하되, 상기 전원제어신호의 전송 종료 시점이 상기 블랭크 구간의 시작 시점에 동기하도록 고정하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압을 가변하는 전원제어신호를 생성하되,
    상기 블랭크 구간의 시작 시점에 상기 전원제어신호의 전송 시작 시점을 동기하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 전원제어신호의 전송 종료 시점이 상기 블랭크 구간의 종료 시점 전에 위치하도록 전송하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    싱글 와이어 프로토콜 방식으로 상기 전원 공급부를 제어하는 전원제어신호를 생성하는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    펄스폭변조 방식으로 상기 전원 공급부를 제어하는 전원제어신호를 생성하는 표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 타이밍 제어부는
    상기 전원 공급부로부터 출력되는 제1전원의 전압을 가변하기 위해
    1 프레임 구간 동안 펄스폭변조 신호의 듀티를 적어도 2번 변경하는 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티가 동일한 경우에만 상기 블랭크 구간 동안 제1전원의 전압을 가변하는 표시장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 전원 공급부는
    상기 펄스폭변조 신호의 듀티 싸이클을 계산하는 듀티 계산부와,
    이전에 공급된 제1펄스폭변조 신호의 듀티와 현재 공급된 제2펄스폭변조 신호의 듀티를 비교하고, 비교 결과를 기반으로 상기 제1전원의 전압 변경여부를 판단하고 정상적인 전압 변경에 해당하는 경우 허여신호를 출력하는 전압 변경 판단부와,
    상기 타이밍 제어부로부터 공급된 수직 동기신호, 상기 펄스폭변조 신호의 듀티 싸이클, 상기 허여신호 및 상기 제1전원의 이전 전압 정보를 기반으로 상기 제1전원의 전압을 변경하는 전압 변경부를 포함하는 표시장치.
  14. 표시패널에 스캔신호와 데이터신호를 공급하는 단계; 및
    상기 표시패널에 전원을 공급하는 단계를 포함하되,
    상기 전원을 공급하는 단계는 상기 표시패널에 영상이 비표시되는 블랭크 구간 동안 전압을 가변하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 구동방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 표시패널에 전원을 공급하는 단계에서,
    전원 공급부는 타이밍 제어부로 출력되는 전원제어신호와 수직 동기신호를 기반으로 전압을 가변하되,
    상기 전원제어신호의 카운터값 또는 듀티 싸이클에 따라 전압을 상승시키거나 하강시키는 표시장치의 구동방법.
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